Onde devemos mirar em um asteroide para efetivamente desviar sua órbita?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/11/2022

Simulação para um asteroide esférico hipotético.
[Imagem: Yifei Jiao et al. - 10.2514/1.G006876]

Onde pintar o alvo

Recentemente obtivemos a confirmação que faltava de que uma nave que se choque com um asteroide pode desviá-lo de sua órbita, eventualmente salvando-nos de um impacto como o que dizimou os dinossauros.

Como o asteroide em que a técnica foi testada é pequeno - o asteroide Dimorphos mede apenas 170 metros de diâmetro - e não podemos aumentar o tamanho do projétil de modo proporcional ao asteroide que vier em nossa direção, já estamos de posse da próxima pergunta que se coloca quando o assunto é defesa planetária.

Em que ponto do asteroide devemos mirar nosso projétil para obter o melhor resultado do impacto?

Três pesquisadores da Universidade de Tsinghua, na China, acabam de encontrar uma resposta: Um impacto fora do centro do asteroide pode aumentar a eficiência da deflexão em mais de 50% em comparação com o impacto central usado pela missão DART.

Mas o que é verdadeiramente surpreendente no modelo de deflexão construído pela equipe é que nem o formato do asteroide, nem o local ou a direção do impacto importam tanto: A mudança de velocidade do asteroide estará sempre localizada em um hodógrafo único, que é determinado apenas pelas propriedades do material de que o asteroide é composto.

A equipe o chama de hodógrafo Delta-v - hodógrafo é a curva descrita pelas extremidades dos vetores de velocidade instantânea quando transladados de modo a terem todos uma mesma origem.

"O hodógrafo Delta-v é na verdade uma distorção de uma superfície esférica ideal. E a determinação de um perfil realista requer a quantificação do efeito dos ângulos de impacto sobre a eficiência da transferência de momento, as quais podem ser calculadas a partir de simulações hidrodinâmicas de impactos oblíquos," explicaram os pesquisadores.

A composição do asteroide é um fator crucial para a eficácia da manobra de desvio, qualquer que seja o seu formato.
[Imagem: Yifei Jiao et al. - 10.2514/1.G006876]

Forma do asteroide

Obtido o hodógrafo único, ele foi então aplicado para otimizar a localização ou direção do impacto, considerando tanto a geometria orbital quanto as formas dos asteroides.

Para asteroides quase esféricos, como o Bennu, visitado pela OSIRIS-REx há quatro anos, o impulso desejado é sensível aos locais de impacto, e a geometria de impacto ideal desvia do impacto central normal para o lado maior do asteroide em algumas geometrias orbitais, especialmente para ângulos de geometria orbital maiores.

A deflexão efetiva é aumentada em até 50% se o local ideal for atingido, em comparação com um simples impacto centrado.

Os resultados podem ser ainda melhores para asteroides alongados, como o Itokawa, visitado pela sonda japonesa Hayabusa em Novembro de 2005. Neste caso, a direção do impacto determina a distribuição de Delta-v plotada no hodógrafo e, portanto, a fase rotacional ideal para o impacto. Uma direção preferencial pode aumentar a distância de deflexão final em até 100% em comparação com o valor de uma direção inadequada.

"O método de otimização proposto aqui deve ser considerado no projeto da trajetória global de futuras missões de deflexão de asteroides, onde a distância esperada de deflexão é determinada não apenas pela geometria orbital, mas também pela geometria de impacto," concluiu a equipe.

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